android View動畫---設計理念

本章內容: 瞭解View動畫的總體設計理念,關鍵是思想, 而非代碼細節.

一. 如何讓View動起來.

1. 首先要了解View是如何展示到屏幕上的?
①. 先確定View的位置, 如下圖:

②. 在View上面繪製內容, 如下圖:


2. 得出兩種讓View運動的方案:
①. layout() 改變佈局位置
②. draw() 改變 繪製內容的位置

二. 系統採用的時哪種方案呢?

答:第2種, draw() 繪製時,改變繪製內容的位置.
這樣做的好處:無論如何運動, 保留了原始位置 (相對父控件的位置), 如下圖:

三. View中,setScrollX、setScrollY如何實現滾動的?

從設計者的角度看: 爲了降低耦合度, 我們應該把需要滾動的信息單獨記錄下來,然後在draw()繪製的時候 ,加上需要滾動的座標, 最終的出新的繪製座標, 如下圖:

從源碼實現的角度看:
以setScrollY爲例:

  1. 給mScrollY 變量賦值
    protected int mScrollY;

    public void setScrollY(int value) {
        scrollTo(mScrollX, value);
    }

    public void scrollTo(int x, int y) {
        if (mScrollX != x || mScrollY != y) {
            mScrollX = x;
            mScrollY = y;
            if (!awakenScrollBars()) {
                postInvalidateOnAnimation();
            }
        }
    }
  1. draw()繪製, 關鍵代碼(僞代碼)
    public void draw(Canvas canvas) {
        int left = mScrollX + paddingLeft;
        int right = left + mRight - mLeft - mPaddingRight - paddingLeft;
        int top = mScrollY + getFadeTop(offsetRequired);
        int bottom = top + getFadeHeight(offsetRequired);

        canvas.saveUnclippedLayer(left、top、right、位置信息);
        canvas.drawRect(left、top、right、bootm 位置信息)
}
四. 補間動畫 和屬性動畫 如何實現的?

從設計者的角度看: 原理和上面類似, 先把動畫信息先用單獨對象保存起來,然後在draw()繪製的時候,進行矩陣變化, 如下圖:


從源碼的角度看:

①. 補間動畫保存,其實就是保存到一個變量中 mCurrentAnimation

View.java

    protected Animation mCurrentAnimation = null;

    public void startAnimation(Animation animation) {
        ...
        setAnimation(animation); 
        invalidate(true);
    }

    public void setAnimation(Animation animation) {
        mCurrentAnimation = animation;
    }

②. 屬性動畫保存, 以setTranslationX爲例,其實就是把值保存到一個變量中mRenderNode

View.java

    final RenderNode mRenderNode;

    public View(Context context) {
          mRenderNode = RenderNode.create(getClass().getName(), new ViewAnimationHostBridge(this));
    }


    public void setTranslationX(float translationX) {
        if (translationX != getTranslationX()) {
            mRenderNode.setTranslationX(translationX);
            invalidateViewProperty(false, true);
        }

③. 繪製過程

View.java

boolean draw(Canvas canvas, ViewGroup parent, long drawingTime) {
        Transformation transformToApply = null;
        //獲取補間動畫
        final Animation a = getAnimation();
        if (a != null) {
            //根據時間, 計算出需要的矩陣變化信息,並用Transformation包起來
            applyLegacyAnimation(parent, drawingTime, a, scalingRequired);
            //這時transformToApply裏面已經有變換矩陣的信息
            transformToApply = parent.getChildTransformation();
        }

      //canvas 矩陣變換
      if (transformToApply != null) {
          canvas.concat(transformToApply.getMatrix());
      }
    
      //獲取屬性動畫的矩陣變化信息,canvas 矩陣變換
      if (!childHasIdentityMatrix && !drawingWithRenderNode) {
            canvas.concat(getMatrix());
     }

      //開始常見的draw繪製
      draw(canvas);
}

④. 補間動畫,如何計算Matrix()信息 (矩陣變換信息)
Matrix()信息, 實際上是包裹起來的,結構如下圖:


View.java

boolean draw(Canvas canvas, ViewGroup parent, long drawingTime) {
    applyLegacyAnimation(parent, drawingTime, a, scalingRequired);
}

private boolean applyLegacyAnimation(ViewGroup parent, long drawingTime, Animation a, boolean scalingRequired) {
      Transformation t = parent.getChildTransformation();
      a.getTransformation(drawingTime, t, 1f);
}
Animation.java

    public boolean getTransformation(long currentTime, Transformation outTransformation,float scale) {
        return getTransformation(currentTime, outTransformation);
    }

    public boolean getTransformation(long currentTime, Transformation outTransformation) {
            //估值器處理, 不是本章重點
            final float interpolatedTime = mInterpolator.getInterpolation(normalizedTime);
            applyTransformation(interpolatedTime, outTransformation);
    }
    
    //獲取Matrix()信息,  
    protected void applyTransformation(float interpolatedTime, Transformation t) {
    }

可以看到, Animation類中具體的算法applyTransformation()是空實現, 需要交給子類來實現, 如果需要自定義動畫算法, 關鍵是重寫這個方法, 例如系統提供的平移動畫:TranslateAnimation.java

    @Override
    protected void applyTransformation(float interpolatedTime, Transformation t) {
        float dx = mFromXDelta;
        float dy = mFromYDelta;
        if (mFromXDelta != mToXDelta) {
            dx = mFromXDelta + ((mToXDelta - mFromXDelta) * interpolatedTime);
        }
        if (mFromYDelta != mToYDelta) {
            dy = mFromYDelta + ((mToYDelta - mFromYDelta) * interpolatedTime);
        }
        t.getMatrix().setTranslate(dx, dy);
    }

⑤. 屬性動畫,如何計算Matrix()信息 (矩陣變換信息)
mRenderNode就是前面保存的屬性動畫信息,將matrix傳到RenderNode進行賦值, 最後跑到native裏面處理了,具體賦值的算法這裏就不深究了.

View.java

    boolean draw(Canvas canvas, ViewGroup parent, long drawingTime) {
      canvas.concat(getMatrix());
    }

    public Matrix getMatrix() {
        final Matrix matrix = mTransformationInfo.mMatrix;
        mRenderNode.getMatrix(matrix);  // 傳進去後, 在裏面給matrix賦值
        return matrix;
    }
  

RenderNode.java
    public void getMatrix(@NonNull Matrix outMatrix) {
        nGetTransformMatrix(mNativeRenderNode, outMatrix.native_instance);
    }

      @CriticalNative
    private static native void nGetTransformMatrix(long renderNode, long nativeMatrix);
五. 動畫是如何做到一幀一幀運動的?
  1. 每次draw()的時候,都是根據當前時間, 來獲取動畫對應的座標.
  2. 如果動畫沒到結束時間,調用invalidate(),等待下一次垂直同步信號, 會繼續執行draw(), 詳細的可以去了解 屏幕渲染機制.
六. 補間動畫 和 屬性動畫 對於點擊觸摸事件有什麼不同?

動畫只是位置上有所變化, 所以我們只需要 事件 對於位置是如何判定的就可以了,源碼如下:

ViewGroup.java

public boolean dispatchTouchEvent(MotionEvent ev) {
    for (int i = childrenCount - 1; i >= 0; i--) {
            View child = getAndVerifyPreorderedView(preorderedList, children, childIndex);
             //判斷觸摸的座標 是否在child內
             if (!isTransformedTouchPointInView(x, y, child, null)) {
                  continue;
             }
    }
}

protected boolean isTransformedTouchPointInView(float x, float y, View child,PointF outLocalPoint) {
    //關鍵:原始座標+屬性動畫 ---> 新的座標 
    transformPointToViewLocal(point, child);  //執行完這一句之後,point就已經算上動畫後的座標了
    final boolean isInView = child.pointInView(point[0], point[1]);
    return isInView;
}

    public void transformPointToViewLocal(float[] point, View child) {
        if (!child.hasIdentityMatrix()) {
            child.getInverseMatrix().mapPoints(point); //重新計算point座標
        }
    }
View.java 
    //獲取逆矩陣
    public final Matrix getInverseMatrix() {
        final Matrix matrix = mTransformationInfo.mInverseMatrix;
        mRenderNode.getInverseMatrix(matrix);
        return matrix;
    }

 /*package*/ final boolean pointInView(float localX, float localY) {
        return pointInView(localX, localY, 0);
    }
    
    //最終計算位置
    public boolean pointInView(float localX, float localY, float slop) {
        return localX >= -slop && localY >= -slop && localX < ((mRight - mLeft) + slop) &&
                localY < ((mBottom - mTop) + slop);
    }

結論: 事件處理計算座標的時候,只是把屬性動畫考慮進去了, 並沒有把補間動畫算進去, 所以屬性動畫運動後,點擊觸摸事件是可以觸發的,補間動畫則不行.

思考: 如果補間動畫也需要處理點擊觸摸事件, 那怎麼辦呢?能看懂本章內容的話, 那應該很好解決了.

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